(57)【要約】【課題】良好な安定吐出性を有する、インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズル１８とを有し、キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口９として、キャビティ内に収容した液状体をノズル１８の吐出口９から吐出するインクジェットヘッドの製造方法である。ノズル１８の内壁面の、吐出口９の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜１１を形成する。【選択図】    図４
2005007654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルとを有し、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記ノズルの吐出口から吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ノズルがノズルプレートに形成されてなり、
前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜の一部にエネルギーを与えて撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ノズルがノズルプレートに形成されてなり、
前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜の一部にエネルギー分布を与えて撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記エネルギーは光であることを特徴とする請求項２又は３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記エネルギー分布はコヒーレント光の干渉を使うことを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記撥液膜はシリコーン樹脂を用いたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記撥液膜は前記ノズルプレートの前記吐出口側にシリコーン樹脂をプラズマ重合させて形成したプラズマ重合膜であることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記撥液性の変化はシリコーン樹脂に対する紫外線の照射によって起こることを特徴とする請求項６又は７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口を覆って反射ミラーを設け、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で紫外線レーザ光を照射し、この紫外線レーザ光の入射光と前記反射ミラーでの反射光との間で干渉を起こさせてこの干渉パターンで前記撥液膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口を覆って表面に凹凸を有する反射板を設け、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で紫外線レーザ光を照射し、この紫外線レーザ光を前記反射板で反射させてこの反射光で前記プラズマ重合膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で超短パルスレーザ光を照射し、この超短パルスレーザ光で前記プラズマ重合膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記の、ノズル内にレーザ光を照射する際に、レーザ光源と前記ノズルとの間に集光レンズを配し、この集光レンズによってレーザ光をノズル内に集光させることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
ノズルの内壁面の、吐出口の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜が形成されたインクジェットヘッド。
【請求項１４】
ノズル内壁面の、吐出口の近傍部に、撥液部、親液部が分布していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴を吐出するインクジェット法に用いられる、インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定量の液状材料を所望する位置に配することのできる方法として、液滴吐出法が知られている。このような液滴吐出法の一つとして、特に微量の液状材料を吐出するのに好適なインクジェット法がある。
このインクジェット法に用いられるインクジェットヘッドは、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルを形成したノズルプレートとを有したもので、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記吐出口から吐出するよう構成されたものである。
【０００３】
ところで、このようなインクジェットヘッドにあっては、特にノズルの吐出口近傍部での液状体との接触性、すなわちこの吐出口近傍部が撥液性であるか親液性であるかということが、前記液状体からなる液滴の安定吐出を行ううえで重要な因子となっている。
【０００４】
このような観点から、従来、ノズルプレートの前記吐出口側の面に共析メッキを施し、この吐出口側の面およびノズル内の吐出口近傍部を撥液化したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、撥液性であるか、あるいは親液性であるかということに着目した技術として、ノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面に撥インク性皮膜（撥液膜）を形成し、吐出する液状体として、前記の撥インク性皮膜に対してその後退動的接触角が１５度以上のものを用いるといった技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２９４１４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９０５５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の共析メッキを施した技術、および撥インク性皮膜に対しての後退動的接触角に着目した技術は、いずれもノズルプレート表面、すなわちノズルプレートの前記吐出口を形成した側の面における液状体の濡れを防止し、ここが濡れていることに起因して次に吐出される液滴が不安定に吐出されてしまうのを防止したものである。
しかしながら、液滴の安定吐出、特に吐出量の安定化という点で考えた場合、ノズルプレートのノズル吐出口を形成した側の面における液状体の濡れ性（撥液性または親液性）だけを考慮しても、安定吐出を行うには十分とはいえなかった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、良好な安定吐出性を有するインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明者等は鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。
液滴を吐出した後、次の吐出までの間において、キャビティからノズルにかけて収容される液状体は、通常ノズル内にてメニスカスを形成する。つまり、液状体はそのメニスカスの端部がノズルの内部に位置した状態に保持され、次の吐出を待つことになる。したがって、このノズルの内部でのメニスカス端部の位置が毎回同じ位置となれば、吐出量の安定化が図られ、より良好な安定吐出を行うことができるようになる。
そして、このような知見に基づき、さらに研究を重ねた結果、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、液状体を収容するキャビティと、このキャビティに連通するノズルとを有し、前記キャビティと反対の側のノズル開口を吐出口として、前記キャビティ内に収容した液状体を前記ノズルの吐出口から吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜を形成することを特徴としている。
【００１１】
このインクジェットヘッドの製造方法によれば、吐出口の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜を形成するので、得られたインクジェットヘッドは、そのノズル内撥液膜によって良好な安定吐出性を発揮するようになる。すなわち、液状体のメニスカス端部が前記ノズル内撥液膜上を移動した際、このノズル内撥液膜の前記液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大であることから、これが小である場合に比べてメニスカス端部が該ノズル内撥液膜上の所定位置（初期位置）に留まり易くなる。したがって、メニスカス端部の位置が毎回ほぼ同じ位置となることにより、吐出量の安定化が図られる。
【００１２】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記ノズルがノズルプレートに形成されてなり、前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜の一部にエネルギーを与えて撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えているのが好ましい。
このようにすれば、撥液性が変化した前記ノズル内撥液膜を形成することにより、その後退接触角と前進接触角との差を大にすることが可能になる。
【００１３】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記ノズルがノズルプレートに形成されてなり、前記ノズルの内壁面の、前記吐出口の近傍部に、撥液膜を形成する工程と、前記撥液膜の一部にエネルギー分布を与えて撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えているのが好ましい。
このようにすれば、撥液性が変化した前記ノズル内撥液膜を形成することにより、その後退接触角と前進接触角との差を大にすることが可能になる。
【００１４】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記エネルギーは光であるのが好ましく、前記エネルギー分布はコヒーレント光の干渉を使うのが好ましい。
このようにすれば、撥液膜に対してより良好にエネルギーまたその分布を与えることが可能になる。
【００１５】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記撥液膜はシリコーン樹脂を用いているのが好ましく、その場合に、前記ノズルプレートの前記吐出口側にシリコーン樹脂をプラズマ重合させて形成したプラズマ重合膜であるのが好ましい。また、その場合に、撥液性の変化はシリコーン樹脂に対する紫外線の照射によって起こすのが好ましい。
このようにすれば、撥液膜の撥液性の変化を良好に行うことが可能になる。
【００１６】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口を覆って反射ミラーを設け、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で紫外線レーザ光を照射し、この紫外線レーザ光の入射光と前記反射ミラーでの反射光との間で干渉を起こさせてこの干渉パターンで前記撥液膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程を備えているのが好ましい。
このようにすれば、紫外線レーザ光の入射光と前記反射ミラーでの反射光との間で干渉を起こさせ、この干渉パターンで前記プラズマ重合膜を露光するので、得られるノズル内撥液膜には干渉パターンによって露光部と非露光部とが形成される。すると、露光部は酸素が導入されることで親液化して親液部となり、非露光部は依然撥液部のままに維持される。したがって、このように親液部と撥液部とが混在することによってノズル内撥液膜は、液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなり、したがって後退接触角と前進接触角との差が大となる。
【００１７】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口を覆って表面に凹凸を有する反射板を設け、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で紫外線レーザ光を照射し、この紫外線レーザ光を前記反射板で反射させてこの反射光で前記プラズマ重合膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えているのが好ましい。
このようにすれば、凹凸を有する反射板からの反射光で前記プラズマ重合膜を露光するので、得られるノズル内撥液膜は反射板の凹凸による乱反射によって不均一に露光されたものとなり、これによりノズル内撥液膜には強露光部と弱露光部とが形成される。すると、強露光部は酸素が導入されることで親液化した部分を多く含んだ親液部となり、一方、弱露光部は親液部を比較的少なくしか形成しないことで撥液部となる。したがって、このように親液部と撥液部とが混在することによってノズル内撥液膜は、液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなり、したがって後退接触角と前進接触角との差が大となる。
【００１８】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記撥液性を変化させて前記ノズル内撥液膜を形成する工程は、前記吐出口と反対の側からノズル内に酸素存在下で超短パルスレーザ光を照射し、この超短パルスレーザ光で前記プラズマ重合膜を露光し、前記ノズル内撥液膜を形成する工程と、を備えているのが好ましい。
このようにすれば、超短パルスレーザ光で前記プラズマ重合膜を露光するので、得られるノズル内撥液膜は、大きなエネルギーで瞬間的に露光されたことによって不均一に露光し、これによりノズル内撥液膜には強露光部と弱露光部とが形成される。すると、前述したようにノズル内撥液膜には親液部と撥液部とが混在することになり、したがってこのノズル内撥液膜は、液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなり、したがって後退接触角と前進接触角との差が大となる。
【００１９】
また、前記インクジェットヘッドの製造方法においては、前記の、ノズル内にレーザ光を照射する際に、レーザ光源と前記ノズルとの間に集光レンズを配し、この集光レンズによってレーザ光をノズル内に集光させるのが好ましい。
このようにすれば、集光レンズによってレーザ光をノズル内に集光させることにより、露光効率を高めて例えば露光時間を短縮し、あるいは露光度を上げることができる。
【００２０】
本発明のインクジェットヘッドは、ノズルの内壁面の、吐出口の近傍部に、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大となるノズル内撥液膜が形成されたことを特徴としている。
このインクジェットヘッドによれば、ノズル内撥液膜の後退接触角と前進接触角との差が大となっていることにより、このノズル内撥液膜によって良好な安定吐出性を発揮するようになる。
【００２１】
本発明のインクジェットヘッドは、ノズル内壁面の、吐出口の近傍部に、撥液部、親液部が分布していることを特徴としている。
このインクジェットヘッドによれば、吐出口の近傍部に、撥液部、親液部が分布しているので、これら撥液部と親液部とからなる部分の後退接触角と前進接触角との差が大となり、これによりこの部分によって良好な安定吐出性を発揮するようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェットヘッドの製造方法、及びこの方法によって得られる本発明のインクジェットヘッドを詳しく説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の製造方法が適用されたインクジェットヘッドの概略構成を説明するための図であり、図１（ａ）、（ｂ）において符号１はインクジェットヘッドである。このインクジェットヘッド１は、図１（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数のキャビティ１５…とリザーバ１６とが形成されており、これらキャビティ１５…とリザーバ１６とは流路１７を介して連通している。
【００２３】
各キャビティ１５とリザーバ１６は、その内部に液状体を満たしてこれを収容するようになっており、これらの間の流路１７はリザーバ１６からキャビティ１５に液状体を供給する供給口として機能するようになっている。また、ノズルプレート１２には、キャビティ１５から液状体を吐出するための孔状のノズル１８が縦横に整列した状態で複数形成されている。ノズル１８は、前記キャビティ１５の側がテーパ形状になっており、キャビティ１５側に行くに連れて漸次拡径したものとなっている。また、キャビティ１５と反対の側の開口は、液滴を吐出するための吐出口９となっている。ここで、ノズルプレート１２には、その吐出口９を形成した面に撥液膜１０が形成されており、この撥液膜１０は、ノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にまで回り込んで形成されたものとなっている。
【００２４】
一方、振動板１３には、リザーバ１６内に開口する孔１９が形成されており、この孔１９には液状体を充填したタンク（図示せず）がチューブ（図示せず）を介して接続されるようになっている。
また、振動板１３のキャビティ１５に向く面と反対の側の面上には、図１（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、インクジェットヘッド１において吐出手段として機能するもので、一対の電極２１、２１間に挟持され、通電により外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。
【００２５】
このような構成のもとに圧電素子２０が接合された振動板１３は、圧電素子２０が撓曲すると、これと一体になって同時に外側へ撓曲し、これによりキャビティ１５の容積を増大させる。すると、キャビティ１５内とリザーバ１６内とが連通しており、リザーバ１６内に液状体が充填されている場合には、キャビティ１５内に増大した容積分に相当する液状体が、リザーバ１６から流路１７を介して流入する。
そして、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。よって、キャビティ１５も元の容積に戻ることから、キャビティ１５内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル１８の吐出口９から液状体の液滴２２が吐出される。
【００２６】
なお、インクジェットヘッド１の吐出手段としては、前記の圧電素子（ピエゾ素子）２０を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、さらにはレーザなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００２７】
このような構成のインクジェットヘッド１において、ノズルプレート１２には、前述したように吐出口９を形成した面からノズル１８の内壁面の吐出口９の近傍部にかけて撥液膜１０が形成されている。そして、この撥液膜１０において、図２に示すように特にノズル１８の内壁面の、吐出口９の近傍部に形成された部分は、ノズル内撥液膜１１となっており、このノズル内撥液膜１１は、吐出する液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大、具体的には前進接触角が５０度以上１００度以下、後退接触角が３０度以下となっており、その差が２０度以上となっている。
【００２８】
したがって、このインクジェットヘッド１は、そのノズル内撥液膜１１により、良好な安定吐出性を発揮するようになっている。すなわち、ノズル１８内において、吐出動作を終えて次の吐出に備えるべく、液状体のメニスカス端部Ｍが図２に示したように前記ノズル内撥液膜１１上を移動した際、このノズル内撥液膜１１の前記液状体に対する後退接触角と前進接触角との差が大であることから、これが小である場合に比べてメニスカス端部Ｍが該ノズル内撥液膜１１上の所定位置（初期位置）に留まり易くなる。したがって、メニスカス端部Ｍの位置が毎回ほぼ同じ位置となることにより、吐出量の安定化が図られるのである。
【００２９】
ここで、ノズル内撥液膜１１（固体試料）の、吐出する液状体（液状試料）に対する後退接触角及び前進接触角は、動的接触角と呼ばれるもので、その測定法としては、例えば（１）ウィルヘルミー法、（２）拡張収縮法、（３）転落法などが知られている。なお、以下の測定法において固体試料としては、ステンレス板に前記ノズル内撥液膜１１と同様の撥液膜を形成したものを用いるものとする。
【００３０】
（１）ウィルヘルミー法は、試料槽内の液体試料中に固体試料を沈める過程で、また沈めたものを引き上げる過程での荷重を測定し、その測定値と固体試料の表面積の値とから動的接触角を求める方法である。固体試料を沈める過程で得られる接触角が前進接触角、引き上げる過程で得られる接触角が後退接触角である。
（２）拡張収縮法は、注射針やガラス毛細管等の先端から、固体試料表面上に液体試料を一定流量で押し出すことによって液滴を形成しながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって前進接触角を得、逆に注射針やガラス毛細管等の先端から液滴を形成している液体試料を引き込みながら、固体試料表面と液滴の間の接触角を測定することによって後退接触角を得る方法である。
（３）転落法は、固体試料上に液滴を形成し、この固体試料を傾ける、あるいは垂直にして固体試料上の液体を転落移動させながら、固体試料と液滴の間の接触角を測定するものである。液体が移動する方向の前方における接触角が前進接触角であり、後方における接触角が後退接触角である。
【００３１】
しかしながら、前記の測定法では、いずれも測定できる試料が限られているなどの難点があることから、本実施形態では、特に前記の（２）拡張収縮法の変形である、以下の測定法を用いている。
図３（ａ）に示すように、固体試料２の表面上に形成した液滴３内に針状管体４の先端が挿入されている状態で、固体試料２を水平方向に移動させる。すると、液滴３内に針状管体４が挿入されているので、液滴３と針状管体４との界面張力により、図３（ｂ）に示すように、固体試料２の移動に伴い液滴３が針状管体４に引きずられるように変形する。
【００３２】
このように液滴３が変形した状態での固体試料２と液滴３の間の接触角の大きさは、液滴３を成す液体の表面張力、固体試料２を成す固体の表面張力、液体−固体間の界面張力、摩擦力、吸着力、固体表面粗さ等によるため、この状態での接触角を測定することにより、動的接触角を得ることができる。すなわち、固体試料２の移動方向の前方の接触角θ１より後退接触角が得られ、後方の接触角θ２より前進接触角が得られる。
【００３３】
このような測定方法は、固体試料２上の液滴内に針状管体の先端を挿入した状態で前記固体試料２を水平方向に移動させることにより、表面エネルギーや摩擦等の上記因子を調べることなく、その結果として引き起こされる動的接触角のみを測定することができるものであり、あらゆる固体試料および液体試料について動的接触角の測定を適切に行うことができる。したがって、本実施形態では、前進接触角、後退接触角の測定法として、図３に示した測定法を採用するものとする。なお、本発明は図３に示した測定法以外の測定法、例えば前記の（１）〜（３）に示した測定法を採用してもよいのはもちろんであるが、その場合、測定装置などの違い（器差）などによって測定法の間で得られる動的接触角（前進接触角、後退接触角）に差が生じることがある。そこで、図３に示した測定法以外の測定法を用いた場合には、その測定法と図３に示した測定法との間で相関をとっておき、実際に測定した数値（動的接触角）を図３に示した測定法で得られる数値（動的接触角）に換算し、用いるのが好ましい。
【００３４】
次に、図２に示したノズル内撥液膜１１の形成方法に基づき、本発明のインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドの実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態では、まず、ノズル１８を形成したノズルプレート１２を用意する。なお、用意するノズルプレート１２のノズル１８としては、吐出口９の内径が約２５μｍであり、吐出口９からテーパ部までの間、すなわちストレートな部分の長さが約２５μｍであるものとした。
【００３５】
続いて、このノズルプレート１２の吐出口９を形成した面にシリコーン樹脂をプラズマ重合させ、図４（ａ）に示すように吐出口９を形成した面にプラズマ重合膜を厚さ０．５μｍ程度に形成する。すると、プラズマ重合膜はノズル１８の吐出口９内にまで回り込んで形成され、図４（ａ）に示したようにノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にもプラズマ重合膜が形成される。なお、このノズル１８の内壁面に形成されたプラズマ重合膜の膜厚は例えば数１０ｎｍ程度となり、吐出口９を形成した面に形成されたプラズマ重合膜に比べ格段に薄くなる。
このようにしてプラズマ重合を行うと、得られたプラズマ重合膜は、−Ｓｉ−からなる主鎖を有し、かつアルキル基やアリル基等の炭素含有基を側鎖とするものとなることから、撥液性（撥水性）を有する膜、すなわち撥液膜１０となる。
【００３６】
このようにしてプラズマ重合膜からなる撥液膜１０を吐出口９形成面、およびノズル１８内の吐出口９近傍部にそれぞれ形成したら、このノズルプレート１２の撥液膜１０側、すなわち吐出口９側にこの吐出口９を覆って反射ミラー３０を設ける。反射ミラー３０としては、使用する波長域での反射率が高いことから誘電体ミラーが好適に用いられる。
【００３７】
このように、反射ミラー３０を吐出口９側の撥液膜１０に密着させ、吐出口９を覆ったら、その状態でノズルプレート１２の、吐出口９と反対の側から紫外線レーザ光であるエキシマレーザ光（波長；１７４ｎｍ）を、酸素存在下（ただし、酸素は紫外光を吸収してオゾンを発生するため、本実施形態では窒素に対してわずかに酸素を添加した）でノズル１８の軸方向に沿って照射する。
すると、ノズル１８内ではエキシマレーザ光の入射光と反射ミラー３０での反射光との間で干渉が起こり、干渉縞（干渉パターン）が生じる。そして、この干渉縞でノズル１８内のプラズマ重合膜（撥液膜１０）が露光されるので、プラズマ重合膜は部分的に露光されることになる。すなわち、このプラズマ重合膜には、干渉縞によってリング状の露光部と非露光部とが例えば約０．２μｍピッチで交互に形成されることになる。
【００３８】
露光部では、シリコーン樹脂からなるプラズマ重合膜中の側鎖であるアルキル基やアリル基がエキシマレーザ光によって破壊され、雰囲気中の酸素が取り込まれることにより、最終的には親水性（親液性）であるＳｉＯ２を形成するようになる。したがって、図４（ｂ）に示すようにノズル１８内において露光部では酸素が導入されることで親液化して親液部１１ａとなる。一方、非露光部では、プラズマ重合膜（撥液膜１０）のまま、すなわち撥液部１１ｂとしてそのままに維持される。よって、このように親液部１１ａと撥液部１１ｂとが交互に存在することにより、このノズル１８内のプラズマ重合膜は液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなる。
【００３９】
すなわち、親液部１１ａと撥液部１１ｂとが交互に存在していると、このノズル１８内を液状体が移動する際、その前進側では、主に撥液部１１ｂに留まりつつこれら撥液部１１ｂ間の親液部１１ａ上を瞬時に移動することから、前進接触角が大きくなる傾向にあり、一方後退側では、親液部１１ａに引きずられることで後退接触角が小さく傾向にあるからである。したがって、後退接触角と前進接触角との差が大となることから、露光処理後に得られた膜は、本発明におけるノズル内撥液膜１１となる。
【００４０】
このようにしてノズル内撥液膜１１を形成することによる、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、親液部１１ａと撥液部１１ｂとを交互に存在させることでノズル内撥液膜１１の後退接触角と前進接触角との差を大きくすることができる。したがって、得られたインクジェットヘッドは、前述したようにそのノズル内撥液膜１１により、良好な安定吐出性を発揮するようになり、これにより吐出量の安定化を図ることができるものとなる。
【００４１】
（実験例）
前記第１の実施形態の方法により、ノズルプレート１２にノズル内撥液膜１１を形成した。得られたノズルプレート１２におけるノズル内撥液膜１１の、液状体に対する前進接触角と後退接触角とをそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）に示した方法で測定したところ、前進接触角が６０°、後退接触角が２０°であり、その差が４０°であった。
このようにしてノズル内撥液膜１１を形成したノズルプレート１２を有するインクジェットヘッドを用い、液状体の吐出を行ったところ、吐出した液滴量の重量変動、すなわち吐出量の変動が十分に小さく、したがって前記のノズル内撥液膜１１を形成したインクジェットヘッドは良好な安定吐出性を有していることが確認された。
【００４２】
（第２の実施形態）
本実施形態でも、前記第１の実施形態と同様にして、ノズル１８を形成したノズルプレート１２を用意する。なお、用意するノズルプレート１２も、第１の実施形態のものと同様とした。
【００４３】
続いて、このノズルプレート１２の吐出口９を形成した面にシリコーン樹脂をプラズマ重合させ、第１の実施形態と同様に吐出口９を形成した面にプラズマ重合膜を厚さ０．５μｍ程度に形成する。すると、プラズマ重合膜はノズル１８の吐出口９内にまで回り込んで形成され、ノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にもプラズマ重合膜が形成される。そして、このプラズマ重合膜は前述したように撥液膜１０となる。
【００４４】
このようにしてプラズマ重合膜からなる撥液膜１０を形成したら、このノズルプレート１２の撥液膜１０側、すなわち吐出口９側にこの吐出口９を覆って反射板（図示せず）を設ける。反射板としては、例えば表面にエキシマレーザ光の波長（１７４ｎｍ）程度の微細な凹凸パターンを有するアルミニウム製のものが好適に用いられる。ここで、微細な凹凸パターンとしては、例えば不規則なまだら模様で、反射光はスペックルパターンを形成するようなものが採用される。また、反射光がノズル１８の内壁の特定位置に結像するよう、縞模様のホログラム（例えばキノフォーム）を採用することもできる。
【００４５】
このように、反射板を吐出口９側の撥液膜１０に密着させ、吐出口９を覆ったら、前記実施形態と同様に、吐出口９と反対の側からエキシマレーザ光（波長；１７４ｎｍ）を、酸素存在下で照射する。
すると、反射板からの反射光は凹凸パターンによって乱反射を起こしてスペックルパターンを形成する。そして、このスペックルパターンで露光されることにより、プラズマ重合膜（撥液膜１０）は不均一に露光されたものとなり、これによりプラズマ重合膜には露光部、すなわち親液部１１ａと、非露光部、すなわち撥液部１１ｂとが不均一に形成されることになる。
【００４６】
よって、このように親液部１１ａと撥液部１１ｂとが不均一に存在することにより、前述したようにこのノズル１８内のプラズマ重合膜は液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなる。すなわち、親液部１１ａと撥液部１１ｂとが不均一に存在していると、このノズル１８内を液状体が移動する際、その前進側では、主に撥液部１１ｂに留まりつつこれら撥液部１１ｂ間の親液部１１ａ上を瞬時に移動することから、前進接触角が大きくなる傾向にあり、一方後退側では、親液部１１ａに引きずられることで後退接触角が小さく傾向にあるからである。したがって、後退接触角と前進接触角との差が大となることから、露光処理後に得られた膜は、本発明におけるノズル内撥液膜１１となる。
【００４７】
このようにしてノズル内撥液膜１１を形成することによる、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、親液部１１ａと撥液部１１ｂとを不均一に存在させることでノズル内撥液膜１１の後退接触角と前進接触角との差を大きくすることができる。したがって、得られたインクジェットヘッドは、前述したようにそのノズル内撥液膜１１により、良好な安定吐出性を発揮するようになり、これにより吐出量の安定化を図ることができるものとなる。
【００４８】
（第３の実施形態）
本実施形態でも、前記第１の実施形態と同様にして、ノズル１８を形成したノズルプレート１２を用意する。なお、用意するノズルプレート１２も、第１の実施形態のものと同様とした。
【００４９】
続いて、このノズルプレート１２の吐出口９を形成した面にシリコーン樹脂をプラズマ重合させ、第１の実施形態と同様に吐出口９を形成した面にプラズマ重合膜を厚さ０．５μｍ程度に形成する。すると、プラズマ重合膜はノズル１８の吐出口９内にまで回り込んで形成され、ノズル１８の内壁面の、前記吐出口９の近傍部にもプラズマ重合膜が形成される。そして、このプラズマ重合膜は前述したように撥液膜１０となる。
【００５０】
このようにしてプラズマ重合膜からなる撥液膜１０を形成したら、反射ミラーや反射板を用いることなく、そのままの状態で、吐出口９と反対の側から超短パルスレーザ光（フェムト秒レーザ）を、酸素存在下でノズル１８の軸方向に沿って照射する。
すると、プラズマ重合膜（撥液膜１０）は大きなエネルギーで瞬間的に露光されることにより、例えば縞模様に露光されるなど不均一に露光される。そして、これによりプラズマ重合膜には露光部、すなわち親液部１１ａと、非露光部、すなわち撥液部１１ｂとが不均一に形成されることになる。
【００５１】
よって、前記第２の実施形態と同様に親液部１１ａと撥液部１１ｂとが不均一に存在することにより、前述したようにこのノズル１８内のプラズマ重合膜は液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなる。したがって、後退接触角と前進接触角との差が大となることから、露光処理後に得られた膜は、本発明におけるノズル内撥液膜１１となる。
【００５２】
このようにしてノズル内撥液膜１１を形成することによる、本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、親液部１１ａと撥液部１１ｂとを不均一に存在させることでノズル内撥液膜１１の後退接触角と前進接触角との差を大きくすることができる。したがって、得られたインクジェットヘッドは、前述したようにそのノズル内撥液膜１１により、良好な安定吐出性を発揮するようになり、これにより吐出量の安定化を図ることができるものとなる。
【００５３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、前記の実施形態において、ノズルプレート１２のノズル１８内にレーザ光を照射する際に、図５に示すようにレーザ光源３１とノズルプレート１２との間にレンズアレー（集光レンズ）３２を配し、このレンズアレー３２によってレーザ光をノズルプレート１２のノズル内１８に集光させるようにしてもよい。すなわち、レーザ光源３１から光学レンズ系３３を介してレンズアレー３２に平行光を入射させ、このレンズアレー３２でノズルプレート１２の各ノズル１８にそれぞれ集光させるようにしてもよい。
このようにすれば、レンズアレー３２によってレーザ光をノズル１８内に集光させることにより、露光効率を高めて例えば露光時間を短縮し、あるいは露光度を上げることができる。
【００５４】
また、特にエネルギー分布を持たせずに撥液膜に対してエネルギーを与え、与える場所を連続的あるいは断続的に移動させることで、撥液部、親液部を形成することもできる。具体的には、微小ミラー（例えば５ミクロン角）に集光した低出力の超短パルスレーザを前記撥液膜に照射するとともに、前記微小ミラーの角度を変えながら照射することにより、ノズル内に撥液部のパターンと親液部のパターンとを形成することができる。
このようにすれば、親液部と撥液部とが混在することにより、ノズル内撥液膜は液状体に対する前進接触角が比較的大きく、かつ後退接触角が小さくなる。したがって、後退接触角と前進接触角との差が大となって良好な安定吐出性を発揮し、吐出量が安定化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）はインクジェットヘッドの概略構成図である。
【図２】ノズルプレートの要部拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は動的接触角の測定法説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は第１の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…インクジェットヘッド、９…吐出口、１０…撥液膜、
１１…ノズル内撥液膜、１１ａ…親液部、１１ｂ…撥液部、
１２…ノズルプレート、１５…キャビティ、１８…ノズル、
３０…反射ミラー、３２…レンズアレー（集光レンズ）
【図１】
2005007654.tif 000003
【図２】
2005007654.tif 000004
【図３】
2005007654.tif 000005
【図４】
2005007654.tif 000006
【図５】
2005007654.tif 000007